현대차 “진공도 예측 해석기술 통해 기포 품질 개선”

한국다이캐스팅학회(회장 천정권)가 개최한 제12회 학술대회에서 현대자동차 전동화선행생기2팀 김성훈 책임매니저는 ‘고압주조 금형 진공도 예측 해석기술’에 대해 강연했다.  

알루미늄 다이캐스팅 제품의 기포 품질 향상을 위해 고진공 공법이 보편화돼 사용되어 오고 있다. 최근 차량 전동화와 경량화 트렌드에 따라 다이캐스팅 제품은 기존 실린더블록, 변속기하우징 등 기능재 생산에서 차체, 샤시 등 대형 구조재 생산으로 영역이 확대됐다. 그러나 금형 내부 위치별 진공도 확인이 불가한 점이 문제로 발생하고 있어 현대자동차는 금형 내 진공도 해석을 통해 고진공 시 캐비티 내 공기 유동을 해석해 각 위치별 진동도를 예측할 수 있는 기술을 개발하고 진공도에 영향을 주는 인자를 선정해 영향도를 분석했다. 

김 책임매니저는 “진공도 영향인자 6종을 선정하고 반영된 모델을 검토해 실물 금형을 제작했다. 금형 내 압력을 측정하기 위해 압력센서를 6개소에 설치하고 진공 탱크, 펌프 등 진공시스템을 제작해 실험한 결과, 최종 압력값 기준 150mbar에서 평균 95.2%, 50mbar에서 평균 89.3%의 해석 정합성을 달성했다. 영향인자에서는 형상 복잡도가 가장 큰 영향을 미쳤으며 외부 공기 유입도 진공도에 영향을 미쳤다”라고 설명했다. 

또한 “결론적으로 정합성 평균 92.2%의 고압주조 필수 적용 중인 고진공 공법에 대한 예측 해석 기술을 확보했으며 영향인자에 따른 진공도 경향을 확인했다. 이를 활용해 탱크용량, 벤트 위치, 제품 형상 등 설비, 금형을 최적화할 수 있으며 최종 제품의 기포 품질을 개선할 수 있다”라고 덧붙였다.